机械制造常用合金铸件的生产ppt课件.ppt

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1、《机械制造基础》2.2常用合金铸件的生产第2章铸造12.2.1铸铁件的生产2.2.2铸钢件的生产2.2.3铝、铜合金铸件的生产2.2常用合金铸件的生产2（1）铸铁的定义：含碳量大于2.11%的铁碳合金，铸造合金中应用最广。在实际应用中，铸铁是以铁、碳和硅为主要元素的多元合金。采用铸造方法成形的合金材料统称为铸造合金。常用的合金铸件主要是铸铁件、铸钢件和铸造有色金属件(铜合金和铝合金)。概述2.2.1铸铁件的生产2.2常用合金铸件的生产3概述（2）铸铁的种类：（详见本教材P7）根据碳的存在形式分为：白口铸铁、灰铸铁和麻口铸铁；根据石墨形态分

2、为：普通灰铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁；根据铸铁化学成分分为：普通铸铁和合金铸铁。2.2.1铸铁件的生产2.2常用合金铸件的生产41.灰铸铁生产（1）灰铸铁的显微组织灰铸铁的显微组织由金属基体(F、F+P、P)与片状石墨(G)所组成，如图所示。2.2.1铸铁件的生产图2-1灰口铸铁的显微组织a)F基体b)F+P基体c)P基体F：铁素体P：珠光体（铁素体+渗碳体）5（2）灰铸铁的性能和工艺特点抗拉强度和弹性模量均比钢低得多，但抗压强度高；塑性和韧度近于零，属于脆性材料，不能锻压；焊接时产生裂纹的倾向大，焊接性能差；铸造性能优良，铸件产生缺陷的倾

3、向小；由于石墨的存在，切削加工性能好，不需加切削液；减振能力好，是制造机床床身、机座的主要材料；耐磨性好，适于制造润滑状态下工作的零件。2.2.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产6（3）灰铸铁的孕育处理经过孕育处理制成的铸铁称为孕育铸铁。孕育处理：在浇注之前向低碳、低硅铁水中加入铁水量0.25%~0.60%的硅铁合金（含硅75%）作为孕育剂，使大片石墨变成细小且均匀分布的片状石墨，并获得珠光体（P）基体的铸铁组织，这种铁水处理方法称为孕育处理。2.2.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产处理前处理后7（3）灰铸铁的孕育处理经过孕育处理制成的铸铁称为孕育

4、铸铁。孕育处理的作用：促进灰铸铁铁水在结晶过程中的石墨化，减小白口倾向，显著提高铸件的强度、硬度和气密性。2.2.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产孕育处理前后石墨形态对比：8（4）灰铸铁的热处理①时效处理：用于消除铸件的内应力和稳定尺寸。②石墨化退火处理：用于消除铸件的白口组织。③表面淬火处理：用于提高铸件的表面硬度及耐磨性。2.2.1铸铁件的生产1.灰铸铁生产9典型的灰铸铁件柴油机汽缸体机床的床身10机床的立柱机床的床身及立柱典型的灰铸铁件11灰铸铁生产视频（12:27）122.球墨铸铁生产（1）球墨铸铁的显微组织用孕育剂和球化剂处理灰铸铁

5、铁水得到球墨铸铁，其显微组织由金属基体与球状石墨所组成，如图所示。2.2.1铸铁件的生产F：铁素体P：珠光体（铁素体+渗碳体）图2-2球墨铸铁的显微组织a)F基体灰铁b)F+P基体灰铁c)P基体灰铁132.球墨铸铁生产（2）球墨铸铁的性能和工艺特点由于石墨呈球状，对基体的割裂作用小，基体强度的利用率可达70%~90%，具有比灰铸铁高得多的力学性能，同时仍保持灰铸铁某些优良性能。其强度和韧性远远超过灰铸铁，可以与钢媲美。2.2.1铸铁件的生产（3）球墨铸铁的孕育处理和球化处理球墨铸铁铁水必须符合“高碳、高硅、低硫、低磷”的要求，再经过孕育处

6、理和球化处理，即可得到优质的球墨铸铁铁水。142.球墨铸铁生产2.2.1铸铁件的生产（3）球墨铸铁的孕育处理和球化处理孕育处理：先熔炼出符合上述要求的灰铸铁铁水，用含硅75%的硅铁作孕育剂，加入量为铁水质量的0.4%~1.0%，进行孕育处理。孕育处理可以促进石墨化，防止白口倾向球化处理：在经过孕育处理的灰铸铁铁水中，用稀土镁合金作球化剂，加入量为铁水质量的1.4%~1.6%，进行球化处理。球化处理可以使石墨形态呈球状，提高球墨铸铁的强度和韧性。15球化处理效果对比球化剂球化处理前球化处理后162.球墨铸铁生产2.2.1铸铁件的生产（4）球

7、墨铸铁的热处理①退火处理：改善铸铁的金相组织，消除铸造内应力，提高切削加工性能。②正火处理：细化晶粒，提高球墨铸铁的强度、硬度和耐磨性。③等温淬火处理：防止铸件变形和开裂，提高铸件的综合力学性能。④调质处理：使铸件获得很高的强度和韧性。17典型的球墨铸铁件内燃机曲轴内燃机连杆18内燃机凸轮轴典型的球墨铸铁件19球墨铸铁生产视频（5:03）203.可锻铸铁生产（1）可锻铸铁的显微组织可锻铸铁又称为玛铁或玛钢。可锻铸铁是由白口铸铁毛坯件经过石墨化退火处理而得到的一种铸铁。可锻铸铁的显微组织由金属基体与团絮状石墨所组成，如图所示。2.2.1铸铁

8、件的生产F：铁素体P：珠光体（铁素体+渗碳体）图2-3可锻铸铁的显微组织a)F基体可铁b)P基体可铁213.可锻铸铁生产（2）可锻铸铁的性能和工艺特点可锻铸铁中的石墨呈团絮状，大大降低了对金属